大型管殼式換熱器更換管束的施工技術(shù)措施

1、大型管殼式換熱器更換管束的施工技術(shù)措施摘 要：在石油化工、電力、冶金、食品醫(yī)藥、能源電子、機(jī)械輕工等領(lǐng)域換熱器應(yīng)用非常 廣泛。尤其在石油、化工裝置中換熱器的使用數(shù)量一般占總設(shè)備數(shù)量的40%左右， 這些換熱器中使用量最大的是管殼式換熱器。管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管 板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩 端固定在管板上。管殼式換熱器的材料一般以碳鋼、不銹鋼和銅為主，其中碳鋼材 質(zhì)的管板在作為冷卻器使用時(shí)，其管板與列管的焊縫經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕泄漏，泄漏物進(jìn) 入冷卻水系統(tǒng)污染環(huán)境又造成物料浪費(fèi)。因此，出現(xiàn)腐蝕泄漏的換熱器要定期檢修 或者更換管束。關(guān)鍵詞：管殼式換熱器

2、管板管束更換下面就以河南省中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司甲醇廠富碳甲醇冷卻器（05E004）為例，介 紹一下管殼式換熱器更換管束的詳細(xì)施工技術(shù)措施。由于設(shè)備現(xiàn)場安裝位置比較狹小，無法 采用抽芯機(jī)來更換管束，因此只能采取將設(shè)備整體吊下，然后在地面進(jìn)行管束更換。1項(xiàng)目概況項(xiàng)目內(nèi)容為河南省中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司甲醇廠富碳甲醇冷卻器管束更換。管束更 換內(nèi)容及技術(shù)要求：1.1設(shè)備管束更換的主要內(nèi)容，甲方富碳甲醇冷卻器（05E004）管束因腐蝕頻繁內(nèi)漏需要更 換；管束更換內(nèi)容包括設(shè)備拆除吊卸、檢修（舊管束拆除、新管束更換、液壓試驗(yàn)、封頭回 裝）、設(shè)備回裝、管線恢復(fù)。1.2設(shè)備參數(shù)富碳甲醇冷卻器主要工藝參數(shù)序號

3、參數(shù)管程殼程1設(shè)計(jì)壓力MPa4.4-0.12.22工作壓力MPa3.272-0.0293設(shè)計(jì)溫度C-60120-551204工作溫度-36-21-40.4-40.05工作介質(zhì)富甲醇氨（L/G）6介質(zhì)密度kg/m3856.0876.0691.07液壓試驗(yàn)壓力MPa5.50 （臥）2.75 （臥）1.3詳細(xì)施工內(nèi)容及要求（1）富碳甲醇冷卻器（05E004）位于煤化工廠區(qū)低溫甲醇單元西框架三樓05E004設(shè) 備本體長9.246米，直徑1.7米和2.4米，凈重45.38噸；新舊管束長分別為6.017米和 5.997米，管板直徑1.99米，管束直徑1.696米，管束凈重量25.95噸；吊裝高度約26米，

4、 工作半徑約18米。（2）設(shè)備拆除、吊卸：設(shè)備管殼程進(jìn)出口管線相連設(shè)備加盲板，置換合格后，切開氣氨 管線及甲醇出口管線，設(shè)備整體吊卸至地面；設(shè)備氨側(cè)法蘭加盲板，清除管板內(nèi)側(cè)焊肉，抽 管束，清理管殼內(nèi)部，更換墊片及新管束，液壓試驗(yàn)，處理液壓試驗(yàn)后出現(xiàn)的問題，回裝封 頭，管板內(nèi)側(cè)環(huán)外殼體滿焊；設(shè)備回裝（復(fù)查水平度）；管線焊接恢復(fù)。2施工程序3施工方法（1）設(shè)備新管束到廠后卸車，吊放在更換管束不妨礙施工的區(qū)域內(nèi)，根據(jù)管束重量提前 安排好卸車用吊車。新管束到貨卸車后一定要進(jìn)行設(shè)備三方共檢，對發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題及時(shí)提 出并做好文字和影像資料留存，待設(shè)備廠家將問題處理完成后我方再接收；（2）檢修用工機(jī)具就位，

5、連接好電源；（3）施工用腳手架搭設(shè)，充分考慮施工需要；（4）在不妨礙生產(chǎn)需要的情況下提前拆除保溫，做好施工準(zhǔn)備；（5）裝置停車后，設(shè)備及附屬管線需排放置換干凈，分析合格，達(dá)到動(dòng)火要求；（6）與設(shè)備相連管線切割拆除，必須充分考慮起吊空間，保證設(shè)備順利吊下；（7）設(shè)備吊下，根據(jù)工作半徑和提升高度及設(shè)備重量需用350汽車吊；（8）將設(shè)備臨時(shí)用吊鏈和繩扣固定，能抵抗抽出原有管束時(shí)的橫向拉力；（9）將原有管束抽出，為保證抽出的順暢應(yīng)始終保持管束和殼體水平，需用一臺(tái)55t 汽車吊和導(dǎo)鏈及千斤頂配合抽出；（10）將新管束回裝，為保證回裝的順暢應(yīng)始終保持管束和殼體水平，需用一臺(tái)55t 汽車吊和導(dǎo)鏈及千斤頂配合

6、回裝，回裝完成后進(jìn)行壓力試驗(yàn)；（11）將設(shè)備吊裝就位，需350t汽車吊；（12）將拆除的附屬管線就位、焊接；（13）檢查合格后回復(fù)保溫；（14）拆除腳手架；（15）換下舊管束退庫。在整個(gè)施工中，根據(jù)施工需要腳手架隨時(shí)搭設(shè)或拆除。吊裝司機(jī)和吊裝指揮都必須持證 上崗。4施工技術(shù)及措施4.1設(shè)備吊裝順序4.2設(shè)備吊裝條件安全預(yù)案已準(zhǔn)備，安全措施已到位；吊裝方案已審批，已進(jìn)行吊裝技術(shù)交底會(huì)；吊裝索具、卡環(huán)及支撐梁等機(jī)具檢查合格；吊車站位符合吊裝方案要求；設(shè)備周圍管線已經(jīng)拆除完畢；設(shè)備本體達(dá)到吊裝條件；天氣預(yù)報(bào)(周報(bào)、當(dāng)天)滿足吊裝要求；吊裝場地已處理，地耐力達(dá)到要求(20t/E)，障礙清除完畢;影響吊

7、裝的設(shè)備上障礙物處理，需帶上的附件已固定；吊裝用吊車合格證；吊裝司機(jī)持證上崗；吊裝指揮持證上崗。4.3需吊裝設(shè)備的平面布置圖方西廠工4.4吊裝計(jì)算書4.4.1設(shè)備受力分析設(shè)備吊裝重量約：55噸350噸吊車鉤頭+繩扣+卡環(huán)：1.5噸350噸汽車吊受力：Fr 55噸+1.5噸=56.5噸4.4.2對吊車及索具校核吊車吊車工作參數(shù)吊車受力（t）350噸（98.1噸配重）主桿長41.2m，工作半徑18m，Q=58t55+1.5=56.5 噸4.5吊裝工藝設(shè)備的吊裝選用吊升法吊裝工藝：即吊裝開始時(shí)，被吊設(shè)備呈臥置狀態(tài)，主吊車吊起設(shè)備重心所在位置，保持設(shè)備平衡，緩慢提升。吊裝方法見下圖: 設(shè)備吊裝方法（步

8、驟）示意圖吊裝介紹：（1）設(shè)備吊裝準(zhǔn)備吊裝前，準(zhǔn)備好卡環(huán)，繩扣等工具；且富碳甲醇冷卻器05E004）周邊的附屬管道拆卸 完畢，周邊空間具備吊裝要求。這時(shí)要特別注意將設(shè)備和設(shè)備支座作上明顯且不易被擦掉的 標(biāo)記，以便于設(shè)備回裝時(shí)的安裝位置準(zhǔn)確。（2）設(shè)備試吊吊裝工作準(zhǔn)備就緒后，由吊裝指揮下令，吊車吊住設(shè)備上已安置好的繩扣，起吊前檢查 設(shè)備周邊附屬管道及儀表元件是否已經(jīng)拆除完畢，設(shè)備空間是否具備條件，繩扣，卡環(huán)，吊 帶是否已經(jīng)就位，沒有發(fā)現(xiàn)任何問題才可以開始設(shè)備的正式吊裝。（3）正式吊裝試吊結(jié)束后，開始正式吊裝。正式吊裝時(shí)，由吊裝指揮下令，主吊車緩慢提升設(shè)備，直 至設(shè)備脫離底座。然后主吊車開始轉(zhuǎn)桿，

9、將設(shè)備轉(zhuǎn)至地上指定位置，調(diào)整設(shè)備方位，調(diào)整吊 車，落下設(shè)備，固定好設(shè)備，摘除吊裝索具，清理現(xiàn)場，設(shè)備吊裝工作結(jié)束。吊裝作業(yè)時(shí)嚴(yán)禁設(shè)備非正常轉(zhuǎn)擺動(dòng)，且設(shè)備在調(diào)整方位的過程中，嚴(yán)禁設(shè)備各部位與吊 車臂桿相碰。設(shè)備吊裝過程中，設(shè)備、吊裝機(jī)具及周圍設(shè)備基礎(chǔ)之間要保持足夠的安全距離， 指揮人員應(yīng)密切觀察。（4）吊裝指揮設(shè)備吊裝時(shí)設(shè)總指揮員一名，副指揮員一名，副指揮員負(fù)責(zé)按照總指揮員的指令指揮副 吊車的動(dòng)作，總指揮員負(fù)責(zé)指揮主吊車的動(dòng)作及參與吊裝作業(yè)人員的動(dòng)作，保證整個(gè)設(shè)備吊 裝的順利進(jìn)行。吊裝指揮信號以旗語和哨音為主;在設(shè)備起吊過程及設(shè)備即將脫離基礎(chǔ)時(shí)副指揮要密切 關(guān)注設(shè)備的情況，通過旗語和哨音及時(shí)的將

10、信息反饋給總指揮，協(xié)助總指揮調(diào)整吊車的動(dòng)作。 4.6管束更換將設(shè)備05E004換熱器吊下至地面后，就要進(jìn)行最為關(guān)鍵和重要的管束更換工作。為了 保證管束更換過程的順利開展，我方制定了兩套施工方案，其中一套作為應(yīng)急的備用方案。 首先將設(shè)備放置在前后各有20米空曠距離的平地上，設(shè)備底座一定要用搭設(shè)成“井”字型 的道木組墊牢固，然后采用40噸載重板車放上重物作為換熱器尾部的錨固點(diǎn)，用兩個(gè)5噸 導(dǎo)鏈和鋼絲繩將換熱器錨固。（1）根據(jù)設(shè)備高度搭設(shè)腳手架，用液壓扳手卸下管箱及封頭的連接螺栓。在拆卸螺栓 的過程中，現(xiàn)場技術(shù)人員和帶班組長一定要做好螺栓拆卸順序的記錄，用記號筆將序號寫在 每一條螺柱上面，在回裝封頭

11、時(shí)一定要按序號進(jìn)行逆回裝，防止因?yàn)榘惭b位置不夠螺栓穿不 上而重新拆掉封頭，用吊車將封頭吊下放在指定位置墊牢固。（2）在管板兩側(cè)對稱焊接兩個(gè)用30mm厚的鋼板制作的L型臨時(shí)支掛點(diǎn)，作為千斤頂?shù)?頂點(diǎn)，然后用一個(gè)50噸的千斤頂將管板微微頂起，再用兩個(gè)16噸的千斤頂放在制作的兩個(gè) L型支掛點(diǎn)位置開始同時(shí)加力，將舊管束向外拉出一點(diǎn)。然后拆掉千斤頂。（3）抽管束原定的第一個(gè)方案是，在換熱器的前部找兩個(gè)錨點(diǎn)，用兩個(gè)5噸導(dǎo)鏈和鋼 絲繩連接兩個(gè)錨點(diǎn)和L型支掛點(diǎn)，然后開始拉緊導(dǎo)鏈，同時(shí)55噸吊車用吊帶豎直方向吊住 已拉出部分管束，一點(diǎn)一點(diǎn)將管束抽出。但我方擬使用的兩個(gè)大型水泥基礎(chǔ)錨點(diǎn)，由于業(yè)主 方不同意我方使用

12、，因此只能采取第二套方案。將兩根鋼絲繩固定好兩個(gè)L型支掛點(diǎn)，然后 將鋼絲繩的另一端掛到一輛大型鏟車的水平牽引點(diǎn)上，用鏟車一點(diǎn)一點(diǎn)的將管束抽出。在抽 的過程中一定要注意不斷更換吊帶的位置，防止吊點(diǎn)不平衡，在更換吊帶位置時(shí)一定要及時(shí) 用道木或50噸千斤頂支撐住管板下部，防止管束滑動(dòng)和傾倒。如圖：舊管束抽出后用吊車將其吊至預(yù)先墊好的道木上，道木一般設(shè)置兩個(gè)，每個(gè)兩至 三層，管束放上后，用道木在兩邊擠住，以防滾動(dòng)。裝新管束為抽舊管束的逆過程，先用吊車將新管束豎直方向吊起，再用水平方向 的兩個(gè)5噸導(dǎo)鏈將管束往回裝。為防止新管束的管板受損，在往回裝的過程中一定不要用鋼 絲繩直接掛在管板上，而是用一根道木橫

13、放在管板前面，將鋼絲繩和導(dǎo)鏈掛在道木的兩端。所有拆開的法蘭均應(yīng)換新墊片，禁止用舊墊片，法蘭密封面不能有劃痕，所有螺 栓安裝前應(yīng)清洗干凈。特別是封頭的墊片安裝時(shí)一定要將墊片中間的橫向金屬條放到管板的 中間凹槽內(nèi)，防止因?yàn)槊芊獠粐?yán)而需重新拆裝封頭、更換墊片。4.7液壓試驗(yàn)設(shè)備修復(fù)完工，經(jīng)檢查合格后，按工藝要求進(jìn)行設(shè)備壓力試驗(yàn)。試壓液體采用潔凈水，嚴(yán)格保證溫度不得低于5C，另外應(yīng)嚴(yán)格控制水壓試驗(yàn)用 水中氯離子含量不超過25mg/L。試驗(yàn)采用方法殼程試壓：殼側(cè)除預(yù)留一個(gè)試壓甩頭外，其它法蘭用能滿足試壓要求的盲法蘭盲死，注 入試壓液體，檢查容器頂部排氣口，保持容器外表面干燥，當(dāng)容器壁溫與液體溫度接近時(shí)緩

14、 慢升壓至設(shè)計(jì)壓力，確定無泄漏后繼續(xù)升壓到規(guī)定的試驗(yàn)壓力，保壓30分鐘，而后將壓力 降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%,并保持足夠長時(shí)間對所有焊縫和連接部位進(jìn)行檢查；如有滲漏， 修補(bǔ)后重新試壓。管程試壓：封頭回裝完畢后，采用殼程試壓方法試壓。試壓完畢后，應(yīng)將液體排凈，并用壓縮空氣將內(nèi)部吹干。液壓試驗(yàn)后的壓力容器，符合下列標(biāo)準(zhǔn)為合格：無滲漏；無可見變形；試驗(yàn)過程 中無異常響聲。4.8 氣密試驗(yàn)開車前，要對該檢修后設(shè)備進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，氣密試驗(yàn)壓力應(yīng)為操作壓力，試驗(yàn)介質(zhì)為 氮?dú)?。試?yàn)步驟：升壓應(yīng)該分段緩慢進(jìn)行，首先升至氣密性試驗(yàn)壓力的10%，保壓510 分鐘，檢查之后繼續(xù)升壓至試驗(yàn)壓力的50%，無異常情況按每級10%的速度升壓直至規(guī)定的 試驗(yàn)壓力，保壓進(jìn)行最終檢查，保壓時(shí)間應(yīng)不少于30分鐘。充氣升壓的過程中，即可對所 有拆裝后密封部位進(jìn)行泄漏檢查(噴肥皂水)，待壓力達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)壓力后，密封面無連 續(xù)蟹沫滲出為合格。一旦發(fā)現(xiàn)有泄漏應(yīng)泄壓進(jìn)行處理，并重新作氣